IPBIPB
Проектирование, монтаж, наладка, сервис

Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )

- Рекомендации АВОК 7.9–2019
Проектирование систем вентиляции и кондиционирования
воздуха помещений предприятий общественного питания

- Рекомендации АВОК 7.5–2020
Обеспечение микроклимата и энергосбережение в
крытых плавательных бассейнах. Нормы проектирования

АВОК в соц. сетях
 
Добавить ответ в эту темуОткрыть тему
> Гайд по Aspen+, Краткий гайд по Aspen+ для теплотехников
Гайд по Aspen+
Оцените гайд
Не читал [ 0 ] ** [0,00%]
Начал читать, бросил. Муть какая-то [ 0 ] ** [0,00%]
Прочитал. Бесполезная фигня [ 0 ] ** [0,00%]
Еще! [ 4 ] ** [100,00%]
Всего голосов: 4
Гости не могут голосовать 
shvet
сообщение 27.8.2014, 11:28
Сообщение #1





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000



Ввиду избытка свободного времени в больнице представляю краткий гайд.

Первое достоинство Aspen+ и иже с ними - это экономия времени. Да да. То есть программа не дает вам каких-либо специфических знаний или возможностей, которых нет у других. Все тоже самое вы можете сделать и ручками. Она экономит ваше время, но зато делает это профессионально.
Второе достоинство Aspen+ это гибкость при работе с моделями. При стандартной ситуации, когда у вас уже есть готовая модель, посчитанная на бумаге/экселе/калькуляторе, с подобранными насосами, теплообменниками, трубами, клапанами и т.д., но вдруг/внезапно заказчик/манагер резко захотели что-то другое. Происходит спор, конфликт, появляется новая работа, модель полностью пересчитывается, тратится время/нервы/деньги, отодвигаются сроки по другим объектам. Так вот Aspen+ позволяет гибко реагировать на изменения в требованиях к модели. Нужно что-нибудь поменять? Да конечно, дайте час. Что? Новые опросные листы и тех показатели? Да без проблем. Все будет к вечеру.
Третье достоинство - при модернизации/реконструкции достаточно собрать полную техинформацию об объекте (паспорта на оборудование и трубопроводы) и вы всегда можете составить точную модель существующего процесса и точно узнать что поменяется при внесении изменений в схему. Заменить кожухотрубчатый теплообменник на пластинчатый? Поменять насос? Как изменится перепад давления по трубе? Хватит ли диапазона регулирования клапана? Нужно ли менять вместе с оборудованием и обвязку? Можно ли использовать существующее оборудование/трубы при новых нагрузках? Используя Aspen+ можно разговаривать с руководством и заказчиком сухим языком цифр, а не апеллировать к своему/чужому опыту или интуиции.
Давайте еще сразу определим что программа не может: составлять монтажные схемы (только работать с существующими), подбирать арматуру/конденсатоотводчики/спускники/опоры, подбирать измерители/датчики/синализаторы. Если вкратце - ваша цель схема PFD и при высоком уровне задротства P&ID

Если вы заинтересованы в этих достоинствах - тогда время, потраченное на освоение Aspen быстро окупится в будущем. В остальных случаях лучше закройте страницу.

Итак часть первая - вступление

Для работы нам понадобится:
- предустановленная программа, где брать, как устанавливать - вам сюда. Морально подготовьтесь, что на установку (без скачивания, но с изучением readme и танцами с бубном) уйдет день. В первый раз программа загружается ≥0,5 часа.
- установленный пакет офис с Excel для вывода результатов расчетов
- любая программа конвертации в формат pdf, например doPDF, для создания PFD

В примере я разберу личный опыт расчета узла дэаэрации.
Исходные данные для расчета:
Есть:
- котловая вода с ТЭЦ недэаэрированная, но химобработанная, температура 30-65°С, давление в сети 4-5 бари, расход ∞;
- конденсат пара низкого давления условно чистый и дэаэрированный, температура ~100°С, давление ~4 бари, расход 2,5 т/ч
- пар низкого давления из сети пара вторичного вскипания, температура 140-160°С, давление 2-5,5 бари, расход плавает в пределах 0,5-1,5 т/ч
- пар среднего давления, давление 5-10 бари, температура 200-260 °С

Надо получить:
- котловая вода дэаэрированная, температура - без разницы, давление в сепараторе пара 1,2-1,6 МПа , расход 7 т/ч
- вода на отмывку газойля дэаэрированная, температура <66°С, давление 3 бари, 3,847 т/ч

1. Запускаем программу. Аллилуйа!

Появляются вот такие волшебные картинки. На первой нажимаем "Register later", т.к. без 50k$ пока эта опция пока не достуна.

Ждем пока появится стартовое окно. Не пугайтесь обилию кнопок, все они доступны только по лицензии. Жмем "New"

Выбираем тип процесса/отрасль промышленности. Выбор влияет только на предустановки единиц измерения, я рекомендую "Gas processing with metric units" (переработка газа, метрическая система).

Ждем, пока не появится вот такое окно. Не пугаемся обилию кнопок, сейчас мы разберемся с большинством из них


сохранить - без коментарив
откатить/повторить - принцип понятен, не рекомендую пользоваться, т.к. функция работает со считанными действиями
следующий ввод ("Next input") - перейти к следующему окну с исходными данными, кнопку надо запомнить, т.к. будем пользоваться ей очень часто
контрольная панель - вывести логи расчета модели. Здесь необходимо ввести термин "свести модель", "сведение", "сведенная модель". Кнопка выводит логи сведения модели.
свести (посчитать) модель - см. выше, кнопка неактивна пока не завершен ввод исходных данных
остановить процесс сведения - сведение зачастую проходит долго (до нескольких часов). Этой кнопкой можно остановить процесс, работает через раз
сбросить модель - очень важная кнопка, работа которой требует дополнительного коментария
Программа хорошо сводит линейные модели любой сложности, но вот как только появляется рецикл, т.е. как только результаты расчета влияют на исходные/промежуточные данные начинаются серьезные проблемы. При первом рецикле программа берет первым приближением результат линейного расчета, затем проводит повторный расчет, потом второе приближение и так опр кол-во раз пока отклонение не уложится заданное юзером значение. Эта кнопка сбрасывает все результаты прилибжение опять до исходного. Для сложных схем кнопка очень актуальна и мы к ней вернемся на поздних этапах гайда

Красным отмечено, то что нам не надо.
Вкладка "Units" - единицы измерения
Выпадающее окошко - быстро сменить систему измерений (в т.ч. на пользовательскую)
Кнопка "Unuits sets" - быстрый переход к аналогичной вкладке на навигационной панели, кнопка сюда вынесена просто для удобства
Кнопки "Setup", "Components", "Methods" - аналогично, вообще запоминать все эти кнопки не рекомендую, освоиться в навигационной панели (вертикальная штука слева экрана) проще и полезней
Кнопки "Next", "Run", "Reset", "Control panel" - дублируют аналогичные слева сверху экрана, описаны под предыдущей картинкой, на панель вынесены разработчикам для понтов, их тоже рекомендую забыть, т.к. пользоваться ими не удобно

Вот и самое главное - это навигационная панель локальная (верхняя) и глобальная (нижняя). Это самая важная часть, именно с ними мы и будем дальше работать. Образно говоря это и есть наша модель, т.к. здесь отображаются все исходные данные и результаты моделирования.
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 27.8.2014, 18:11
Сообщение #2





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000




Выбираем "Setup"→"Calculation options". Нам нужны только строчки:
Minimum of water composition in water - сколько в воде должно быть воды, чтобы она считалась водой. А как вы думали! Впрочем теплотехники могут строчку пропустить
Exergy reference environment temp - нормальная температура
Exergy reference environment press - нормальное давление
Здесь стоит пояснить. Существует понятие нормальных условий, например плотность при н.у. Здесь иногда таится заковыка, т.к. например янки считают относительную плотность (specific gravity) при 0 °С, а в совке принято относительную плотность указывать при 20 °С. Чтобы вы программу потом не обвиняли в собственных прое..ах, здесь вам разработчики политкорректно и предлагают указать, а какие же условия по вашему, товарищ юзер, мнению "нормальные".
Отдельно для высокогорных районов можно указать нормальное давление. Также нормальное давление учитывается при выводе давления в единицах измерения бари, кПа(и) и т.д. (в англ варианте barg, kPag), и если ты, дорогой юзер в дальнейшем будешь просить показывать тебе давление в изб (gauge pressure), то вот это и будет 0 barg.

Создаем свой набор единиц измерения. Жмем "Units sets" (единицы измерения) и "New". Имя не меняем (не принципиально).

Выбираем удобные/привычные единицы измерения. На картинке показан привычный мне набор, красным отмечены действительно нужные, т.е. с которыми мы встретимся в модели.
Теперь давайте их применим


Сообщение отредактировал shvet - 27.8.2014, 18:12
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 27.8.2014, 19:46
Сообщение #3





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000



Часть вторая - ввод глобальных данных
Разработчики используют сквозные иконки для облегчения навигации обратите внимание на значки:

Красный кружок на вкладке "Components" - необходимо ввести исходные данные
Синий кружок на вкладках "Setup" и "Property sets" - исходные данные введены, не важно юзером или были предустановки

Для дальнейшей работы давайте разберемся с чем мы имеем дело. Мы моделируем процесс дэаэрации. В дэаэрации участвуют собсна вода, растворенный кислород - целевой компонент, растворенный СО2 и карбонатные соли, которые в дэаэрационном баке разлагаются собсна на СО2 и анионы. Т.е. компоненты хим системы - вода (1), кислород (2), СО2 (3), карбонатные соли (4). По опыту скажу, что моделирование разложения солей - неблагодарная задача, поэтому из расчета соли мы выкидываем. Даже если мы их и смоделируем, то адекватность модели (соответствие реальности) будет очень низкая. А вот с газами мы и будем дальше работать.

Нажимаем N ("Next run") и нас перебрасывает к окну выбора веществ

Выбираем "Find"

Не пугаемся обилию выбора - нам нужно только отмеченные красным. Остальные кнопки и менюшки для облегчения поиска хим веществ. Набираем water и жмем "Find now", появляются результаты поиска

Жмем "Add selected compounds"
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 27.8.2014, 20:14
Сообщение #4





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000



Можно искать любыми критериями поиска, например по хим формуле, т.е. для поиска воды можно было и набрать Н2О, но по опыту работы не рекомендую этого делать. Веществ, содержащих в своем составе Н2О миллионы и вас просто завалит результатами
Для полноты эксперимента давайте найдем кислород через хим формулу

Обратите внимание, что отобразились только 500 результатов поиска, т.е. есть вероятность вообще не найти искомое вещество в списке при неудачном поисковом запросе.
Нажимаем "Add selected compounds" и не пугаемся выскочившему окошку

Аналогичную операцию повторяем для СО2, я не иллюстрирую
В выскочившем окне выбираем опции как на картинке иначе это окошко будет нас раздражать еще часто


Внимательный читатель заметит, что вроде бы все исходные данные введены в модель (загорелась кнопка "свести модель")

Но нет, нам надо еще выбрать термодинамическую систему. Переходим на вкладку "Henry comps"

Здесь мы задаем газы, подчиняющиеся закону Генри. Именно им в нашей термодинамичекой системе будет определяться растворимость газов в воде
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 27.8.2014, 20:40
Сообщение #5





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000



Переходим на вкладку "Methods"

В выпадающей менюшке "Methods filter" выбираем ALL и ниже в "Base method" ищем метод IDEAL (идеальный раствор, подчиняющийся закону Рауля). Также указываем системе какими веществами считать газы, подчиняющиеся закону Генри.

Можем поставить галочку "Modify" и попробывать поиграться с математическими моделями, по которым будут рассчитываться плотность, теплоемкость, вязкость и прочяя хрень. Если вы не будете точно уверены в том, что вы там навыбираете, не рекомендую туда лезть, т.к. за адекватность моделей разработчики отвечают своими деньгами и пресеты моделей обычно дают удовлетворительную точность.

Все, исходные данные введены, осталось расчитать параметры бинарного взаимодействия. Нажимаем кнопку "Next input" и нас переносит в окно "Binary interaction", где вам предоставляют коэффициенты бинарного взаимодействия.

Все равно никто ничего в них не понимает, поэтому делаем вид, что мы их проверили и математическая модель нас устраивает и просто еще раз нажимаем "Next input" и смотрим за логом.

Все, модель сведена - см. снизу слева. Так давайте же проверим, что же там понасчиталось и главное насколько адекватная модель у нас получилась. Нажимаем на кнопку "Binary" сверху справа.
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 27.8.2014, 21:04
Сообщение #6





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000




Не пугаемся, здесь мы будем проверять растворимость газов в воде. А именно попробуем вывести график растворимости газов в воде в зависимости от температуры при заданном давлении.

Выбираем как на картинке. Что мы хотим от программы?
График зависимости массового содержания кислорода в воде в зависимости от температуры при определенном давлении
В диапазоне концентраций кислорода от 0 до 0,0001 (0,01% масс) .
Кол-во точек в диапазоне 100 .

Все понятно? Тогда нажимаем
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 27.8.2014, 21:34
Сообщение #7





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000




Аааа! Немедленно закрываем это окно.

Обратите внимание, что появились новые кнопки. Нажимаем "T-x"

А вот теперь гораздо понятнее. Это график растворимости кислорода в воде при 20 кПа(и). Давайте приведем его к божескому виду. Выберите настройки осей ординат как у меня . Должен получиться примерно вот такой график


Давайте разберемся что же мы сделали. Я заранее знал, что дэаэрация у меня будет атмосферная, а значит в диапазоне 10-30 кПа(и) соответственно и зависимость определяется при 20 кПа(и). Содержание кислорода в воде до дэаэрации очень маленькое, поэтому верхнюю границу выбрал очень маленькую. Давайте определимся с адекватностью модели.

Вот растворимость по литературе, например при 60°С д.б. 6 мг/кг или 6е-9 mass fraction, а у нас по нашей модели она составляет 2,8е-5. Модель неадекватная.

Аналогичный расчет вы можете провести и для СО2 и получите примерно те же результаты. А секрет один - при сврхнизких концентрациях растворимость газов не подчиняется закону Генри (что врядли) или мы получили неадекватную модель, а именно - параметры бинарного взаимодействия. Параметры (коэффициенты) бинарного взаимодействия берутся из базы данных самой программы и в сверхнизких концентрациях мат модель не удовлетворительна. Мат модель удовлетворительно работает только при больших (относительно) температурах, концентрациях и давлениях.

А значит и для расчета собсна десорбции газов из воды эта модель применена быть не может. Значит при необходимости считать концентрации в паровой и жидкой фазе придется вручную и результатам расчетов программы доверять нельзя.
Но не расстраивайтесь - в остальном то она работает, так что давайте продолжим.
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 27.8.2014, 22:01
Сообщение #8





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000



Часть третья - ненужное

Для облегчения навигации и понимания давайте коротенько пробежимся по оставшейся паре сотен опций.

без комментариев

в общем не забивайте себе голову этой хренью. в работе оно вам все равно никогда не пригодится. лучше перейдем к полезному

Часть четвертая - учимся рисовать

Нажимаем и переходим к Flowsheet, меняется интерфейс

Зеленым отмечено нужное - с этим мы и будем работать. Красным - нужно забыть, никогда не будем использовать
Наконец начинаем рисовать. Составляем схему - рисуем наш первый поток

Нажимаем на поток 2 раза и разбираемся с окном исходных данных

Начнем по порядку:
- строка "Flash type" все просто есть 3 взаимосвязанных параметра - температура, давление и соотношение пар/жидкость (мольная доля отгона). ВСЕГДА достаточно ввести только 2 из них и третий программа посчитает сама. Соответственно мы можем ввести например температуру и давление. Если жидкость находится в точке кипения, то вводим температуру/давление и долю отгона 0. Если пар находится в точке конденсации, то вводим температуру/давление и долю отгона 1. Если знаем например количество пара вторичного вскипания (10%=0,1), то вводим только его температуру/давление. Обратите внимание, что используется мольная доля отгона и если состав паров и жидкости различаются, то массовую сюда подставлять нельзя.
- расход вещества (строки "Total flow...") все просто указываем сколько ВСЕГО вещества приходит с данным потоком. Можно ввести массовый расход - кг/ч, т/ч. Можно ввести объемный расход ПРИ ДАННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ м3/ч. Можно ввести расход газа в нм3/ч (строка scmh в mole) если вы например считаете природный газ на горелку. Вкладка Stdvol используется только для жидкостей, пользуюсь ей крайне редко.
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 27.8.2014, 22:56
Сообщение #9





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000



- состав потока (таблица "Composition") - указываем состав.
Исходную концентрацию газов возьмем из ГОСТ 16860-88 13мг/л для О2 и 20 мг/л СО2. Пересчитываем в масовые доли: О2 - 13е-9, СО2 - 20е-9
Содержание воды
1-13е-9-20е-9=0,999999967
Подставляем числа в таблице концентраций, предварительно выбрав "Mass-frac", обратите внимание, что программа сама поменяла концентрацию воды до 1.
Должно получиться как на картинке


Мы вводим поток питающей котловой воды (BFW). Температуру я взял максимальную, давление минимальным (наихудшие условия работы), концентрацию примесей максимальную, расход отбалды.

Указываю стоимость BFW

Цену взял примерную по региону, точную цену нужно узнавать у заказчика, но для примера сойдет пока и так.

Продолжаем рисовать рисуем на схеме сепаратор

Мы выбираем только картинку (отрисовку сепаратора), тип при этом меняться не будет.
Подсоединяем BFW к сепаратору. Пририсовываем сепаратору газовый и жидкий потоки, и нажимаем "Next input". Нас кидает в окно исходных данных сепаратора.

Выбираем давление - 20 кПа(и) и тепловая нагрузка - 0 (сепаратор без подогрева). Если укажем вместо нагрузки температуру, то программа посчитает сколько нужно подвести тепла (тепловая нагрузка), например через змеевик, чтобы поддерживать такую температуру в сепараторе.
Должно получиться как на картинке.

Все, ввод исходных данных завершен, можно приступать к сведению модели. Нажимеам "Next input" и смотрим за логом.

Итак мы получили первую рабочую модель, довольно простую (только однократное испарение), но зато рабочую. В дальнейшем мы будем ее усложнять, до получения требуемого результата. Пока модель простая, а главное линейная, ошибок в процессе рачета не возникает. К экономической оценке мы перейдем гораздо позже, поэтому пока окно с предложением перейти к экономике закрываем.
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 27.8.2014, 23:43
Сообщение #10





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000



Проверим результаты расчета.

Газовый поток из сепаратора равен 0. Любой специалист сказал бы тоже самое и без расчетов, но тут мы сделали это круто.
Давайте нагреем сепаратор до температуры сепарации в 103°C. Для нагрева используем пар низкого давления. Разумеется параметры пара наихудшие. Цену взял такую же, как и на котолвую воду.

Опять запускаем сведение.
Посмотрим что изменилось в модели. Для наглядности будем ориентироваться по температуре. Ставим галочку напротив "Temperature".

Температура выросла до 92°С.
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 28.8.2014, 0:08
Сообщение #11





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000



Давайте зададим конкретную температуру. Заходим на вкладку "Manipulators" и выбираем "Design-Spec".

Задаем спецификацию

И снова запускаем сведение

Вуаля, мы получили требуюмую температуру в 103°С
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
shvet
сообщение 28.8.2014, 0:36
Сообщение #12





Группа: Участники форума
Сообщений: 438
Регистрация: 28.5.2014
Из: Weißrussland
Пользователь №: 235000



Теперь добавим насос котловой воды

Существующий насос по паспорту обеспечивает перепад давления в 210 м.в.ст. (при 45°С), зададим требуемый перепад давления по насосу в 20бар. NPSH я не знаю, поэтому задавать его пока не будем.

И задаем стоимость электроэнергии.

Цену брал с сайта минэнергетики для пром предприятий

Все, повторяем сведение.

Если вас не устраивает точность давлениыя, отображаемого на PFD, то заходим в настройки и добавляем знаки после запятой

Заодно посмотрим характеристики насоса, пока что без учета КПД
Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения
azmt
сообщение 20.3.2020, 11:42
Сообщение #13





Группа: Участники форума
Сообщений: 154
Регистрация: 6.3.2009
Из: г. Уфа
Пользователь №: 30140



Приветствую. А будет ли продолжение? Я так понял на самом интересном остановились.
У меня кстати цифры несколько иные получились, работал в Aspen V8.6.

Прикрепленный файл  Aspen.png ( 11,79 килобайт ) Кол-во скачиваний: 11

Вернуться в начало страницы
 
+Ответить с цитированием данного сообщения

Добавить ответ в эту темуОткрыть тему
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 

Реклама








Последние сообщения Форума





Rambler's Top100 Rambler's Top100

RSS Текстовая версия Сейчас: 7.6.2020, 1:59